JP2003193328A

JP2003193328A - コラーゲン単糸の製造方法

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Publication number: JP2003193328A
Application number: JP2001385744A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Matsuda; 和久松田; Yukihiro Morinaga; 幸弘守永; Nobutoshi Doi; 伸年土居; Toshifumi Hotta; 敏文掘田; Tsunehiro Nagata; 恒廣永田; Koji Shimizu; 浩二清水
Original assignee: Nipro Corp
Current assignee: Nipro Corp
Priority date: 2001-12-19
Filing date: 2001-12-19
Publication date: 2003-07-09

Abstract

(57)【要約】【課題】生体内あるいは生体の体表面等において医療用
途で使用する縫合糸、組織工学分野・再生医療分野にお
ける補填および補綴目的の各種膜状物、布状物、袋状物
および管状物、または薬剤担体等の製造に用いられるコ
ラーゲン製の糸として、紡糸後に巻き取り具に巻き取る
際、糸切れが生じず、かつ巻き取り具に巻き取った状態
で糸相互の癒着が生じない、連続したコラーゲン単糸を
得ることを目的とする。【解決手段】含水率約１０％以下の親水性有機溶媒中で
糸状コラーゲンを脱水・凝固後、相対湿度５０％以下、
温度約４２℃以下の条件で乾燥することを特徴とする、
連続したコラーゲン単糸の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、医療用途に適した
コラーゲン単糸の製造方法に関する。詳しくは、生体内
あるいは生体の体表面等において医療用途で使用する縫
合糸、組織工学分野・再生医療分野における補填および
補綴目的の各種膜状物、布状物、袋状物および管状物、
または薬剤担体等の製造に必要なコラーゲン単糸を製造
する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】コラーゲンは生体を構成する主要なタン
パク質であり、生体適合性、組織再生、細胞増殖、止血
作用等の優れた効果を持ち合わせている為に、特に医療
分野において有用な素材である。これらのコラーゲンを
用いた医療基材の製造においては、動物や人の組織を直
接処理して、組織の形状を維持したまま、主にコラーゲ
ン質のみをそのまま利用したり、さらにこれを後加工す
る場合もあるが、これらは使い勝手の良い医療用具の形
状や剤形として、任意に加工する事が難しい上、コラー
ゲンの抗原性発現部位がそのまま残された状態である為
に問題がある。そこで、通常医療用途に適したコラーゲ
ンは、主として原料である動物から、酸、アルカリ、中
性等の条件下で酵素などにより抽出し、粘調なコラーゲ
ン溶液またはこの溶液を乾燥させた固体の状態として得
る方法が一般的に用いられている。また更に、ペプシン
処理を施すことによって抗原性発現部位を除去し、体内
または体表面に移植した際に抗原性が無い、より医療基
材に好適なコラーゲン（アテロコラーゲン）を得ること
もできる。コラーゲン溶液から、医療用基材を製造する
方法としては、コラーゲン溶液を凍結乾燥して、スポン
ジ状の基材を製造する方法や、コラーゲン溶液を湿式ま
たは乾式紡糸法で紡糸し、繊維状の基材を製造する方法
などが知られている。

【０００３】特開平０６−２２８５０５号公報には、親
水性有機溶媒中にコラーゲン水溶液を吐出し、コラーゲ
ンの糸状物又は膜状物を得る方法が開示されている。こ
の技術は中間産物としてコラーゲンの糸状物（もしくは
膜状物）を製造する方法であり、最終産物としては、コ
ラーゲン糸状物を細断した可溶性コラーゲン粒状（粉
状）物を得ている。特開平０６−２２８５０６号公報に
は、７５〜８５％エタノール媒質中にコラーゲン溶液を
吐出して糸状物を生成し、その後９５〜９９．５％以上
のアルコール媒質中に浸漬する方法が記載されている。
これらの文献では、コラーゲン糸状物を作製した後６０
℃にて乾燥を行っており、コラーゲン糸状物はその変性
温度をはるかに超える温度に曝されている。特開２００
０−９３４９７、特開２０００−２１０３７６及び特開
２０００−２７１２０７には、コラーゲン水溶液をエタ
ノール等の親水性有機溶媒中に吐出し、コラーゲンを糸
状に成形し、コラーゲン水溶液吐出口をランダムに縦横
に移動させつつエタノール槽底部に沈降させ、コラーゲ
ン糸の積層構造物を作製する方法が記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来方法で得られる糸
状コラーゲンは、強度が極めて脆弱であり、糸を巻き取
ろうとする場合途中で糸切れ等が発生する。しかも得ら
れた糸同士が相互癒着を起こすので、得られた糸を巻き
取り具に巻き取った場合には、糸を再度取り出そうとし
ても糸切れが起こり、単一の糸として取り出すことが困
難であった。そこで、糸状コラーゲンを巻き取る際、糸
切れが生じず、かつ巻き取った状態で糸相互の癒着が生
ぜず、しかも巻き取った後再度糸を取り出す際糸切れが
生じない、連続したコラーゲン単糸の製造方法の開発が
求められている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、親水性有
機溶媒による紡糸方法を用いて、コラーゲンを糸状に加
工し、これを連続したひと繋がりの単糸として得ること
に成功した。そしてコラーゲン単糸が布状、管状を始め
様々な任意の形状に加工でき、医療用具や培養基材、薬
剤担体などの医療用途において非常に有用であることを
見出した。これらの知見に基づき、さらに鋭意検討した
結果、本発明を完成するに到った。

【０００６】すなわち、本発明は（１）含水率約１０％以下の親水性有機溶媒中で糸状コ
ラーゲンを脱水・凝固後、相対湿度約５０％以下、温度
約４２℃以下の条件で乾燥することを特徴とする、連続
したコラーゲン単糸の製造方法、（２）乾燥後、さら
にコラーゲン単糸を架橋反応処理に付す上記１記載の製
造方法、（３）連続したコラーゲン単糸が医療用であ
る上記１記載の製造方法、（４）乾燥が送風乾燥であ
る上記１記載の製造方法、（５）相対湿度３０％以下
で乾燥する上記１記載の製造方法、（６）温度約１０
〜４２℃の条件で乾燥する上記１記載の製造方法、
（７）架橋反応が加熱脱水処理及び／またはグルタル
アルデヒド処理による上記２記載の製造方法、（８）
コラーゲンが豚由来である上記１記載の製造方法、
（９）上記１または２記載の製造方法により得られる
コラーゲン単糸を含む細胞培養基材、（１０）上記１ま
たは２記載の製造方法により得られるコラーゲン単糸を
含む移植用基材、（１１）糸が相互に接する巻き取り状
態で糸相互の癒着が生じない、破断強度が大きい連続し
たコラーゲン単糸、及び（１２）コラーゲン単糸の破断
強度が、約０．１〜２Ｎ（ニュートン：ｍ・ｋｇ／
ｓ^２）である上記１１記載の連続したコラーゲン単糸に
関する。

【０００７】

【発明の実施の態様】本発明方法は、（１）コラーゲン
溶液を親水性有機溶媒による紡糸法で糸状コラーゲンと
し、この糸状コラーゲンを含水率約１０％以下の親水性
有機溶媒中で凝固する工程、（２）相対湿度約５０％以
下、温度約４２℃以下の条件で乾燥する工程により行わ
れる。第（１）工程では、コラーゲン溶液を含水率約
１０％以下の親水性有機溶媒中に吐出して、含水率約１
０％以下の状態で糸状コラーゲンを脱水及び凝固しても
よく、上記の操作後さらに含水率１０％以下の別の
親水性有機溶媒中で強固に脱水及び凝固してもよく、
コラーゲン溶液を親水性有機溶媒に吐出し、含水率約１
０％を超える親水性有機溶媒中でいったん糸状コラーゲ
ンを形成させ（脱水工程）、この糸状コラーゲンを含水
率約１０％以下の親水性有機溶媒中でさらに脱水・凝固
（脱水・凝固工程）してもよい。本工程は通常、室温な
いし４２℃程度で行われ、一連の脱水および凝固による
処理時間は約４〜５秒から５時間である。本発明方法で
使用される代表的なコラーゲンとしては酸可溶化コラー
ゲン、アルカリ可溶化コラーゲン、酵素可溶化コラーゲ
ン、中性可溶化コラーゲン等の可溶化コラーゲンが挙げ
られ、特に可溶化処理と同時にコラーゲンの抗原決定基
であるテロペプタイドの除去処理が施されている、アテ
ロコラーゲンが好適である。このコラーゲンの可溶化方
法については、特公昭４６−１５００３号公報、特公昭
４３−２５９８３９号公報、特公昭４３−２７５１３号
公報等に記載されている。またコラーゲンの由来につい
ては、ウシ、ブタ、鳥類、魚類、ウサギ、ヒツジ、ネズ
ミ、ヒト等の動物種の皮膚、腱、骨、軟骨、臓器等から
抽出されるもので、コラーゲンのタイプとしてはＩ型、
III型等の分類可能なタイプのうちいずれかに限定され
るものではないが、取り扱い上の観点から、Ｉ型が特に
好適である。コラーゲン溶液の溶媒としてはコラーゲン
を可溶化できるものであれば特に限定されない。代表的
なものとしては塩酸、酢酸、硝酸等の希酸溶液や、エタ
ノール、メタノール、アセトン等の親水性有機溶媒と水
との混合液、水などが挙げられる。これらは単独または
２種以上任意の割合で混合して用いても良い。このうち
最も好ましくは水である。

【０００８】第（１）工程では、コラーゲン溶液をノズ
ル等から連続的に親水性有機溶媒の充填された浴槽中に
吐出し、脱水及び凝固させることにより糸状コラーゲン
が得られる。コラーゲン溶液のコラーゲン濃度は、通
常、約４〜１０重量％であり、好ましくは、約５〜７重
量％である。親水性有機溶媒としては、例えば、エタノ
ール、メタノール、イソプロパノールなどの炭素数１か
ら６のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトンな
どのケトン類等が挙げられる。これらは単独または２種
以上任意の割合で混合して用いても良い。このうち最も
好ましくはエタノールである。親水性有機溶媒の含水率
は、コラーゲン水溶液から糸状コラーゲンを得る（脱水
工程）ために、通常約５０容量％以下、好ましくは約３
０容量％以下であり、糸状コラーゲンの脱水・凝固（脱
水・凝固工程）のためには通常約１０容量％以下、好ま
しくは、約２容量％以下、さらに好ましくは約０．５容
量％以下である。親水性有機溶媒の充填された浴槽は、
必要に応じて１槽の独立した浴槽、または２槽から２０
槽程度の独立した槽を連続的に設置してもよい。１槽の
独立した浴槽を用いる場合、最終的に約１０容量％以下
で脱水処理が行われるよう、親水性有機溶媒を循環的に
入れ替え、含水率を約１０容量％以下に維持する。複数
の独立した槽を用いる場合、糸状コラーゲンの凝固処理
のため、少なくとも最終脱水工程の１槽は、親水性有機
溶媒の含水率を約１０容量％以下に維持する。この際、
親水性有機溶媒の優れた殺菌効果により医療用途に適し
た糸を得ることができる。糸状コラーゲンは脱水・凝固
後、相対湿度約５０％以下、温度約４２℃以下の条件で
乾燥される。相対湿度は好ましくは約３０％以下であ
る。乾燥温度は好ましくは約１０〜４２℃、より好まし
くは約１０〜２０℃、である。乾燥時間は、含溶媒率に
もよるが、通常約１〜２秒から５時間である。この乾燥
工程では各種フィルター等を通過したクリーンな状態に
保たれた乾燥気体をコラーゲン単糸に吹き付ける。乾燥
気体としては、空気、窒素など、コラーゲンに影響を及
ぼさない不活性の気体であれば特に限定されず、中でも
空気が最適である。巻き取り具方向へ移動していくコラ
ーゲン単糸が常にドライエアーに曝されることにより、
糸状物に残存する液体成分が乾燥・除去され、巻き取り
具に巻き取られた糸同士が糸の内部及び外表面に残存す
る溶媒などの液体成分のために再溶解して相互に癒着す
るのを防ぐことができる。この乾燥気体は加熱処理の施
されていない、温度約４２℃以下で相対湿度約５０％以
下の気流であり、コラーゲン単糸の熱変性は生じない。

【０００９】乾燥工程を経たコラーゲン単糸は、必要に
応じて巻き取り具に巻き取る。本巻き取り工程では、巻
き取り具の形状は特に限定されないが、例えば、板状、
円柱状（ロール状）などの形態が挙げられ、回転して糸
状物を巻き取っていく。このとき、巻き取り具自体が、
一定速度で軸方向に往復運動を行うか、あるいは、自動
的に往復するフック等を用いて、コラーゲン単糸の方を
巻き取り具の軸方向に往復運動させることによって、コ
ラーゲン単糸が巻き取り具に均一に巻き取られる機構を
有しているのが好ましい。

【００１０】コラーゲン単糸はその強度を増強するため
に、物理的架橋処理による架橋または架橋剤を用いて化
学的架橋反応を施しても良い。物理的架橋処理法として
は、γ線照射、紫外線照射、電子線照射、プラズマ照
射、熱脱水架橋処理などがあげられる。このうち熱脱水
架橋処理が好ましい。熱脱水架橋処理では、コラーゲン
単糸が巻き取られた状態で減圧下加熱処理することによ
り物理的に架橋処理される。この架橋処理では、架橋温
度と架橋時間により生体適合性と分解吸収性をコントロ
ールすることが可能である。物理的架橋と化学的架橋は
それぞれ単独で行ってもよいし、併用してもよく、また
併用する場合にはその順番は問わない。化学的架橋反応
に用いる架橋剤としては、コラーゲンとの架橋反応が可
能であれば如何なる架橋剤でも使用可能であり、例えば
アルデヒド類、エポキシ類、カルボジイミド類、イソシ
アネート類などが挙げられる。アルデヒド類としてはホ
ルムアルデヒド、グルタルアルデヒド、グリオキサル、
ジアルデヒドデンプン等、エポキシ類としてはグリセロ
ールジグリシジルエーテル等、カルボジイミド類として
は水溶性カルボジイミド等、イソシアネート類としては
ヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられる。好ま
しくはグルタルアルデヒドである。コラーゲン単糸の架
橋は、通常、架橋剤の溶液中にコラーゲン単糸を浸漬す
ることにより行われる。架橋剤溶液の溶媒は特に限定さ
れないが、水やエタノール等が好適であり、特にエタノ
ールが最適である。架橋剤溶液の濃度と浸漬時間によ
り、分解吸収性と生体適合性をコントロールすることが
可能である。架橋剤がグルタルアルデヒドである場合、
溶液の濃度は、通常約０.００１容量％〜２５容量％、
好ましくは、約０．０１容量％〜１．０容量％である。

【００１１】上記した一連の脱水・凝固工程の直後に架
橋剤溶液の充填された浴槽を設置し、架橋処理を施して
もよい。エタノール槽中での脱水・凝固処理により形成
されたコラーゲン単糸は、最後の親水性有機溶媒槽を脱
して後、必要に応じて直ちに架橋剤溶液槽に浸漬、架橋
処理が施される。その後コラーゲン単糸は架橋剤溶液槽
を脱し、巻き取り具に巻き取られる。架橋剤溶液槽とコ
ラーゲン単糸の巻き取り具の間に１槽以上の親水性有機
溶媒槽を設置しても良い。この操作によりコラーゲン単
糸が架橋剤溶液槽を脱して後、親水性有機溶媒槽に浸漬
され、コラーゲン単糸に残存する余剰の架橋剤が洗浄、
除去されることができる。

【００１２】また、コラーゲン単糸は巻き取られる前
に、各種フィルター等の通過によりクリーンな状態に保
たれた乾燥気体が吹きつけられる。乾燥気体としては、
空気、窒素など、コラーゲンに影響を及ぼさない不活性
の気体であれば特に限定されず、中でも空気が最適であ
る。この工程で、巻き取り具方向へ移動していくコラー
ゲン単糸が常に乾燥気体に曝されることにより、コラー
ゲン単糸に残存する液体成分が乾燥・除去され、巻き取
られた糸同士が糸の内部及び外表面に残存する液体成分
のために再溶解し、相互に癒着するのを防ぐ。この気体
は加熱処理の施されていない、低温（好ましくは４２℃
以下）かつ低湿度（好ましくは相対湿度約５０％以下）
の気体であり、コラーゲン単糸が熱変性することはな
い。これら一連の工程は全て相対湿度約５０％以下、好
ましくは約３０％以下の環境で行なってもよく、親水性
有機溶媒槽を脱したコラーゲン単糸の乾燥を促進するこ
とにより、糸切れの発生を減少させ、巻き取り具に巻き
取られたコラーゲン単糸の、吸湿に起因する相互癒着を
防ぐことができる。本製造方法では、相互癒着が無く、
独立性の高いひと繋がりのコラーゲン単糸が、熱変性を
きたすことなく、原料であるコラーゲン水溶液が尽きる
まで製造できる。そしてこのコラーゲン単糸は相互癒着
が無く、独立性の高いひと繋がりの長い、コラーゲン単
糸であるので、紡糸終了後、巻き取り具からのコラーゲ
ン単糸のスムーズな取り出しが可能となる。このように
して化学的架橋処理が施されたコラーゲン単糸が製造さ
れる。

【００１３】コラーゲン単糸の化学的架橋処理の別な実
施態様として、以下に示すような方法も挙げられる。架
橋処理されていないコラーゲン単糸が巻き取られた巻き
取り具から連続的に繰り出されたコラーゲン単糸を架橋
剤溶液槽中に浸漬して架橋処理を施し、その後架橋剤溶
液槽を脱して、乾燥後新たな巻き取り具に巻き取る。必
要に応じて、架橋剤溶液槽とコラーゲン単糸を巻き取る
巻き取り具の間に少なくとも１槽以上の親水性有機溶媒
槽を設置しても良い。すなわちコラーゲン単糸が架橋剤
溶液槽を脱して後、親水性有機溶媒槽に浸漬され、毒性
の発現に繋がりうるコラーゲン単糸に残存する余剰の架
橋剤が洗浄、除去される。架橋処理を施されたコラーゲ
ン単糸は未架橋処理のコラーゲン単糸に比較して強度が
大幅に向上するため、このコラーゲン単糸を用いた管状
物の製造、布状物の製造といった２次加工がより簡便に
なり、また、より頑強な２次加工品の製造が可能とな
る。

【００１４】本発明のコラーゲン単糸は相互癒着が無
く、独立性の高いひと繋がりの単糸であるので、紡糸終
了後、巻き取り具からのコラーゲン単糸のスムーズな取
り出しが可能となる。このため、生体内あるいは生体体
表面等において医療用途で使用する縫合糸として、好適
に用いることができる。また、このような単糸を用い、
織る、編むといった工程を経てコラーゲン製管状物、或
いは、コラーゲン製布状物などだけでなく、複雑なコラ
ーゲン製３次元構造物も製造できる。さらに、本発明に
より得られるコラーゲン単糸は、コラーゲンが元来持ち
合わせている特有の機能を維持している為、生体内およ
び体表面において分解、吸収性であり、かつ組織再生の
足場としての再生促進効果、また止血、生体適合性など
の医療用途に適した優れた作用効果を合わせ有する。本
発明のコラーゲン単糸を用いた２次加工物としては、例
えば組織工学分野・再生医療分野における補填および補
綴目的で体内に移植される各種膜状物、布状物、袋状物
および管状物等（移植用基材）が挙げられる。移植用基
材は、常法に従ってあらかじめ繊維芽細胞、軟骨細胞等
の体組織を形成する細胞を体外で一定期間培養し、移植
用基材の形状に細胞を増殖させて組織を形成した上で体
内へ移植してもよい。膜状物としては心膜、胸膜、脳硬
膜、漿膜等の代替膜が挙げられ、管状物としては人工血
管、ステント、人工神経チャンネル、人工気管、人工食
道、人工尿管等が挙げられる。また、接着性細胞等の各
種細胞を体外で培養するための基材（細胞培養基材）と
しても利用できる。さらに、各種形状の２次加工物に各
種成長因子、薬剤、ベクター等を含浸させることによ
り、徐放性ＤＤＳ担体、遺伝子治療用担体として利用さ
れる。これらの２次加工物は、毒性もほとんどなく、自
体公知の方法に従って人間や動物に安全に使用できる。

【００１５】

【実施例】次に実施例、実験例を示し本発明を詳細に説
明する。

【００１６】実施例１コラーゲン単糸の製造ブタ由来I型、III型混合コラーゲン粉末(日本ハム株式
会社製、SOFDタイプ、Lot No.０１０２２２６)を注射用
蒸留水(大塚製薬社製)に溶解し、７重量%に調製する。
そして、後述する紡糸環境全域の相対湿度を３８％以下
に保持した後、この７重量%コラーゲン水溶液を充填し
たシリンジ3(EFD社製 Disposable Barrels/Pistons 、
５５cc)に、空気圧をかけてシリンジに装着した針より
該コラーゲン水溶液を吐出した(図１)。この際シリンジ
に装着した針はEFD社製 Ultra Dispensing Tips (２７
G、ID ：０．２１ mm)を使用した。吐出した７重量 %コ
ラーゲン水溶液は、９９．５容量％エタノール（和光純
薬、特級）３Ｌを収容したエタノール槽41で直ちに糸形
状に脱水・凝固した。エタノール槽41から引き上げられ
た糸状コラーゲンを、９９．５容量％エタノール（和光
純薬、特級）３Ｌを収容しエタノール槽41とは完全に分
離独立した第２のエタノール槽42に室温で約３０秒間、
浸漬し、さらに脱水・凝固を施した。続いて、第２のエ
タノール槽42から引き上げられた糸状コラーゲンは、そ
の周囲にドライエアーが送り込まれる送風乾燥機51を約
３秒間で通過させた後、糸が弛まないようにテンション
プーリー52で張力を保ちつつ、直径７８mm、全長２００
mmのSUS製ロール状巻き取り具6を３５rpmで回転させ、
巻き取った。このロール状巻き取り具6を巻き取りの
際、ロール状巻き取り具の軸方向に１．５mm/sの速度で
往復させつつ、シリンジ3に充填した７重量%コラーゲン
水溶液が尽きるまで連続紡糸を行った。このようにし
て、コラーゲン単糸２のボビンを得た。

【００１７】実施例２コラーゲン単糸の熱脱水架橋反
応処理実施例１で製造されたコラーゲン単糸を、ステンレス
（以下、SUS）製ロール状巻き取り具6に巻き取られたま
まの状態でバキュームドライオーブン(EYELA社製；VOS-
３００VD型)と油回転真空ポンプ(ULVAC社製；GCD１３５
-XA型)を用いて１３５℃、減圧下(１Torr以下)で２４時
間熱脱水架橋反応を行い、熱架橋処理を施されたコラー
ゲン単糸のボビンを得た。

【００１８】実施例３コラーゲン単糸のグルタルアル
デヒドによる架橋反応処理実施例１にて製造された、コラーゲン単糸の巻き取られ
たロール状巻き取り具6からコラーゲン単糸を繰り出
し、０．１容量％グルタルアルデヒド含有エタノール溶
液の満たされたグルタルアルデヒド溶液槽7(図２)に室
温で６秒間浸漬し、架橋処理を施した。その後グルタル
アルデヒド溶液層を脱したコラーゲン単糸を直ちに洗浄
用エタノール槽43に浸漬して余剰のグルタルアルデヒド
を洗浄、除去し、洗浄用エタノール槽43を脱したコラー
ゲン単糸に対し、糸の周囲に螺旋状にドライエアーが送
り込まれる送風乾燥機51中を室温で３秒間通過させ送風
乾燥した。その後、コラーゲン単糸2が弛まないように
テンションプーリー52で張力を保ちつつ、直径７８mm、
全長２００mmのSUS製ロール状巻き取り具61を３５rpmで
回転させ、巻き取っていった。このようにしてグルタル
アルデヒド架橋の施されたコラーゲン単糸のボビンを得
た。

【００１９】実験例１破断強度試験実施例２の条件下で供試用コラーゲン単糸を製造し、以
下の方法でコラーゲン単糸の破断強度を測定した。コラ
ーゲン単糸を約１０ｃｍの長さに切断し、切断したコラ
ーゲン単糸2の両端点にテープ81,82を貼って、一方にパ
ンチ穴811をあける。穴にフォースゲージ83のフック831
を引っかけて、上方に糸を引き上げた（図３）。この際
フォースゲージ83は台に固定されており、コラーゲン単
糸2が断裂した時点の表示値を破断強度として計測し
た。コラーゲン水溶液吐出の際、使用した針のゲージは
２７ゲージ、３０ゲージで、吐出したコラーゲン水溶液
の濃度はそれぞれ７重量％である。得られた結果を表
１、表２に示す。

【００２０】

【表１】27G-7%

【００２１】

【表２】30G-7%

【００２２】実施例４培養基材の製造実施例２で得られた、熱脱水架橋を施したコラーゲン単
糸を金属製芯棒に巻きつけて内径１ｍｍ、肉厚０．５ｍ
ｍのコラーゲン製の筒状体を作製した。このような全体
がコラーゲンからなる管状の３次元培養基材を作製し、
ヒト軟骨細胞、ヒト繊維芽細胞の培養実験を行った。細
胞の基材生着及び増殖の様子を図４に示す。ヒト繊維芽
細胞培養開始直後(図４（ａ）)、ヒト軟骨細胞培養開始
直後(図４（ｂ）)における、それぞれの細胞の基材生着
及び増殖の様子を示す。

【００２３】縦横に筋状に走るコラーゲン糸上に、それ
ぞれの細胞について良好な生着及び増殖が確認できた。
このことから本発明によるコラーゲン糸が培養基材とし
ての機能を十分に有することが判明した。

【００２４】実施例５培養基材の製造実施例３で得られた、グルタルアルデヒド架橋処理を施
したコラーゲン単糸を用いて実施例４と同様の方法で管
状の３次元培養基材を作製し、ヒト繊維芽細胞の培養実
験を行った。培養開始１４日後における細胞の基材生着
及び増殖の様子を図１０に示す。グルタルアルデヒド濃
度０．１容量％にて架橋処理されたコラーゲン単糸によ
る培養基材が図５（ａ）、グルタルアルデヒド濃度０．
５％にて架橋されたコラーゲン単糸による培養基材が図
５（ｂ）である。

【００２５】縦横に筋上に走るコラーゲン糸状に、細胞
の良好な生着及び増殖が確認できた。このことから本発
明によるコラーゲン糸が培養基材としての機能を十分に
有することが判明した。

【００２６】実施例６うさぎへの埋植試験（１）下記方法に従ってウサギ埋植試験片（コラーゲン
筒状物）を作製した。（ａ）実施例２で得られた熱脱水架橋処理コラーゲン単
糸、（ｂ）実施例３で作製された０．１容量％グルタル
アルデヒド架橋処理コラーゲン単糸、（ｃ）実施例３と
同様の方法で作製された０．５容量％グルタルアルデヒ
ド架橋処理コラーゲン単糸をそれぞれ用いて、金属製芯
棒に巻きつけて内径２〜３ｍｍ、全長１０ｍｍ程度のコ
ラーゲン製の筒状埋植試験片を３種類作製した。０．１
容量％グルタルアルデヒド架橋処理コラーゲン糸を用い
た埋植試験片については、埋植試験片形成後、バキュー
ムドライオーブン(EYELA社製；VOS-３００VD型)と油回
転真空ポンプ(ULVAC社製；GCD１３５-XA型)を用いて１
３５℃、減圧下(１Torr以下)で２４時間熱脱水架橋反応
を行った。

【００２７】（２）作製された前記コラーゲン埋植試験
片にガンマ線滅菌(２５kGy)を施し、以下の手順で埋植
実験を行った。前記３種類のコラーゲン埋植試験片をそ
れぞれウサギ(計２羽)背部筋肉３カ所に埋植し、１カ所
に対照試験片として同サイズのポリテトラフロロエチレ
ン（ｅＰＴＦＥ）シート（厚さ０．１mm）（商品名ゴ
アテックスパッチ、Goretex社製）を筒状に丸めて埋植
した。熱脱水架橋サンプルについては埋植２週後と４
週後に、グルタルアルデヒド０．１容量％架橋＋熱脱水
架橋サンプルについては埋植２週後に、グルタルアルデ
ヒド０．５容量％架橋サンプルについても埋植２週後
に、ゴアテックスパッチについては埋植４週後にバイオ
プシーを採取し、HE染色を施して組織学的評価を行っ
た。図６、７にそれぞれの染色像の写真を示す。図６
（ａ１）は熱脱水架橋サンプル２週後、（ａ２）は熱脱
水架橋サンプル４週後、図７（ｂ）はグルタルアルデヒ
ド０．１容量％架橋＋熱脱水架橋サンプル、（ｃ）はグ
ルタルアルデヒド０．５容量％架橋、（ｄ）はゴアテッ
クスパッチである。

【００２８】埋植実験の結果、埋植試験片（ａ）〜
（ｃ）については、いずれも特に顕著な炎症反応を示す
ことなく、細胞の浸潤も良好で、また経時的に移植片の
分解が進行している様子が確認できた。一方、対照試験
片（ｄ）については全く細胞浸潤は見られず、分解吸収
の様子も全く確認出来なかった。従って本発明により作
製されたコラーゲン単糸がいずれも既存の製品に比べ
て、生体適合性が良好な分解吸収性材料であることが判
明した。

【００２９】

【発明の効果】本発明のコラーゲン単糸製造方法を用い
れば、糸切れが生じず、原料となるコラーゲン水溶液が
尽きるまで連続してコラーゲン単糸を得ることができ
る。本発明方法で製造されるコラーゲン単糸は相互に付
着せず、巻き取り具からスムーズな取り出しが可能であ
る。また織る、編むなどの通常、繊維製造分野で用いら
れる手法により、コラーゲン単糸からコラーゲン製管状
物、布状物など医療用具の製造が容易かつ効率的に行う
ことができる。本発明方法で製造されるコラーゲン単糸
から複雑な３次元構造をもつコラーゲン製医療用具や、
より精密かつ再現性の高いコラーゲン製医療用具の製造
も容易にできる。また、コラーゲンを用いる医療用具の
材料として、巻き取り具に巻き取られた状態のまま、通
常の環境条件下保存および運搬が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１を示す説明図である。

【図２】本発明の実施例３を示す説明図である。

【図３】実験例１の測定方法の説明図である。

【図４】実施例４の細胞の基材生着及び増殖の様子を
示す図面に代わる代用写真である。

【図５】実施例５の細胞の基材生着及び増殖の様子を
示す図面に代わる代用写真である。

【図６】実施例６の染色像を示す図面に代わる代用写
真である。

【図７】実施例６の染色像を示す図面に代わる代用写
真である。

【符号の説明】

１．板状巻き取り具２．コラーゲン単糸３．シリンジ４１．エタノール槽４２．第２のエタノール槽５１．送風乾燥機５２．テンションプーリー５３．フック６．ロール状巻き取り具７．グルタルアルデヒド溶液槽８１．テープ８１１．パンチ穴８２．テープ８３．フォースゲージ８３１．フック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ１２Ｍ 1/00 Ｃ１２Ｍ 1/00 ＡＤ０６Ｍ 13/123 Ｄ０６Ｍ 13/123 (72)発明者掘田敏文大阪市北区本庄西３丁目９番３号ニプロ株式会社内 (72)発明者永田恒廣大阪市北区本庄西３丁目９番３号ニプロ株式会社内 (72)発明者清水浩二大阪市北区本庄西３丁目９番３号ニプロ株式会社内Ｆターム(参考） 4B029 AA27 BB11 CC02 DG10 4C076 EE43A FF02 4C081 AA01 AB11 AC02 BA11 BA12 BA13 BB04 BB08 BC01 BC02 CD121 DA02 DA03 DA04 DA05 EA02 EA12 4L033 AA03 AB01 AC15 BA09 4L035 AA04 BB06 BB18 BB20 CC20 EE08 FF01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】含水率約１０％以下の親水性有機溶媒中
で糸状コラーゲンを脱水・凝固後、相対湿度約５０％以
下、温度約４２℃以下の条件で乾燥することを特徴とす
る、連続したコラーゲン単糸の製造方法。
【請求項２】乾燥後、さらにコラーゲン単糸を架橋反
応処理に付す請求項１記載の製造方法。
【請求項３】連続したコラーゲン単糸が医療用である
請求項１記載の製造方法。
【請求項４】乾燥が送風乾燥である請求項１記載の製
造方法。
【請求項５】相対湿度約３０％以下で乾燥する請求項
１記載の製造方法。
【請求項６】温度約１０〜４２℃の条件で乾燥する請
求項１記載の製造方法。
【請求項７】架橋反応が加熱脱水処理及び／またはグ
ルタルアルデヒド処理による請求項２記載の製造方法。
【請求項８】コラーゲンが豚由来である請求項１記載
の製造方法。
【請求項９】請求項１または２記載の製造方法により
得られるコラーゲン単糸を含む細胞培養基材。
【請求項１０】請求項１または２記載の製造方法によ
り得られるコラーゲン単糸を含む移植用基材。